适合于多注速调管的TM高次模双间隙腔的研究

论文摘要

π模双间隙输出腔在高功率宽带速调管中有广泛的应用,由于双间隙腔的特性阻抗和峰值功率容限相对于单间隙腔提高了一倍,也有利于提高带宽和效率。近十年来,耦合双间隙腔被广泛用于宽带速调管的输出腔。由于随着频率的提高,谐振腔尺寸越来越小,这极大地限制了速调管效率和功率的提高,因此,采用高次模谐振腔必然成为提高高射频速调管的手段。同轴腔中轴向电场最大值均匀分布于腔截面的一个圆周上,这本来很便于腔体内电子注孔的布置,但是同轴腔与矩形波导耦合将导致各个电子注的特性阻抗均匀性变差,因此采用同轴腔加载矩形波导输出不是高次模多注速调管的最佳选择,若采用高次模双间隙腔耦合同轴线输出,则可以克服输出腔中各个电子注孔的特性阻抗不均匀的困难。本论文主要根据以上情况,做了以下两方面研究:1.采用解析方法计算了中央开耦合槽的高次模矩形双间隙腔的谐振频率和特性阻抗,分析了耦合槽大小对谐振频率的影响。针对TM310模的解析方法与模拟方法的计算结果符合得很好,计算结果表明,耦合壁的厚度对谐振频率影响不大,耦合槽的大小和位置对谐振频率影响较大。在研究过程中还发现了,工作于TM高次模的双间隙腔中出现了π1模消失现象。2.设计了一种应用于x波段多注速调管的π-TM610模同轴双间隙输出腔,并对π-TM610模同轴双间隙腔的同轴线输出电路进行研究和讨论,结果表明:π-TM610模同轴双间隙腔耦合同轴线之后,输出腔中各个电子注孔的特性阻抗仍然很均匀。同轴线与输出腔的耦合孔径对腔内各个电子注孔处的特性阻抗及其均匀性影响也很小,但对输出腔的外观品质因数影响很大。耦合槽尺寸对π-TM610模双间隙同轴腔中非工作模式的频率间隔影响非常大,耦合槽太大或太小都不行,其尺寸必须适中,存在一种最佳选择。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章：绪论
• 1.1 引言
• 1.2 速调管的发展史
• 1.3 速调管的工作原理
• 1.4 本论文研究的意义
• 参考文献
• 第二章：谐振腔理论
• 2.1 单间隙腔参数计算
• 2.1.1 矩形谐振腔理论
• 2.1.2 同轴谐振腔理论
• 2.2 双间隙腔两边开耦合槽的TRD 计算方法
• 2.2.1 TE 模
• 2.2.2 TM 模
• 2.3 输出回路计算方法
• ext'>2.3.1 反射系数相位法计算Q_ext
• ext'>2.3.2 间隙阻抗法计算Q_ext
• 参考文献
• 第三章：矩形双间隙腔中π-TM 的研究
• 3.1 引言
• 3.2 中央开耦合槽的π-TM 模矩形双间隙腔的理论分析
• 3.2.1 TM 模本征方程的推导
• 3.2.2 特性阻抗的计算
• 3.2.3 矩形双间隙腔的电磁场分布
• 3.3 数值计算结果
• 3.3.1 腔体模拟结果
• 3.3.2 耦合壁厚度对腔体频率的影响
• 1 模消失现象'>3.3.3 矩形双间隙腔中 TM 高次模的π₁模消失现象
• 3.4 小结
• 参考文献
• 610模同轴双间隙腔研究'>第四章：π-TM₆₁₀模同轴双间隙腔研究
• 4.1 引言
• 610模双间隙同轴腔的设计'>4.2 π-TM₆₁₀模双间隙同轴腔的设计
• 4.2.1 理论分析
• 610模双间隙同轴腔的设计'>4.2.2 π-TM₆₁₀模双间隙同轴腔的设计
• 4.2.3 漂移管头的设计
• 610模双间隙同轴腔与同轴线耦合'>4.3 π-TM₆₁₀模双间隙同轴腔与同轴线耦合
• 4.3.1 耦合结构和输出腔外观品质因数
• ext的影响'>4.3.2 同轴线与输出腔的耦合孔尺寸对间隙阻抗和Q_ext的影响
• 4.3.3 双间隙腔内耦合槽尺寸的影响
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章：结论
• 硕士期间发表论文情况
• 致谢
• 个人简历